Многоцветные светодиоды появились вслед за двух цветными «красно-зелёными», когда достижения технологии позволили разместить на их кристаллах излучатели синего цвета. Изобретение «синих» и «белых» светодиодов полностью замкнуло RGB-круг: теперь стала реальной индикация любого цвета радуги в видимом диапазоне длин волн 450…680 нм с любой насыщенностью.
Существует несколько способов получения белого «светодиодного» света (именно «света», поскольку белого «цвета» в природе не существует).
Первый способ - на внутреннюю поверхность линзы «синего» светодиода наносится люминофор жёлтого цвета. «Синий» плюс «жёлтый» в сумме дают тон, близкий к белому. Именно так были созданы первые в мире «белые» светодиоды.
Второй способ - на поверхность светоизлучателя, работающего в ультрафиолетовом диапазоне 300…400 нм (невидимое излучение), наносятся три слоя люминофора, соответственно, синего, зелёного и красного цвета. Происходит смешивание спектральных составляющих, как в лампе дневного света.
Третий способ - технология телевизионных ЖК-экранов. На одной подложке близко друг возле друга размещаются «красные», «синие» и «зелёные» излучатели (как три пушки в кинескопе). Цветовые пропорции задаются разными токами через каждый излучатель. Окончательное смешивание красок до получения белого оттенка производится светорассеивающей линзой корпуса.
Четвёртый способ реализуется в так называемых «квантовых» светодиодах, у которых на общую полупроводниковую пластину наносятся красные, зелёные и синие «квантовые» точки или, по-другому, люминесцентные нано кристаллы. Это перспективное энергосберегающее направление, но пока ещё экзотичное.
На сегодняшний день для любительской практики представляют интерес многоцветные светодиоды третьего типа, имеющие отводы от трёх излучателей. Их можно использовать для создания полноцветных устройств отображения информации, например, в виде светодиодных экранов телевизионного формата. Один пиксель такого экрана может светить синим (470 нм), зелёным (526 нм) или красным (630 нм) цветом. В сумме это позволяет получить практически такое же число оттенков, как и в компьютерных мониторах.
Многоцветные светодиоды бывают четырёх-, шест восьмивыводные. В первом случае имеются три вывода для излучателей красного (R), зелёного (G) и синего (В) цвета, дополненные четвёртым выводом общего катода или анода. В шестивыводном варианте в одном корпусе размещаются три полностью автономных светодиода RGB или две двухцветные пары: «красный-синий», «зелёный-синий». Восьмивыводные светодиоды дополнительно имеют «белый» излучатель.
Интересный момент. Доказано, что большинство мужчин неточно воспринимают цвет в красной части спектра. Виновата в этом сама матушка-природа из-за гена OPNlLW, находящегося в Х-хромосоме. У мужчин этот ген один, а у женщин имеютсядве его копии, которые взаимно компенсируют дефекты друг друга. Проявление в быту - женщины, как правило, хорошо различают малиновый, бордовый и алый оттенки, а для многих мужчин такие тона кажутся одинаково красными… Следовательно, конструируя аппаратуру, надо избегать «конфликтной» цветовой гаммы и не заставлять пользователя искать разницу в мелких деталях.
На Рис. 2.17, а…и приведены схемы подключения четырёх-, шест восьмивыводных многоцветных светодиодов к MK.
Рис. 2.17. Схемы подключения многоцветных светодиодов к MK (начало):
R3* со о а) ток через каждый из трёх излучателей красного (R), зелёного (G) и синего (В) цвета определяют резисторы R2…R4 - не более 20…25 мА на каждую линию MK. Резистор R1 организует отрицательную обратную связь по току. С его помощью снижается общая яркость свечения при одновременном включении сразу трёх излучателей;
б) аналогично Рис. 2.17, а, но для светодиода HL1 с общим анодом и с активным НИЗКИМ уровнем на выходах MK;
в) трёхканальное ШИМ-управление обеспечивает полную цветовую гамму RGB. Сопротивления резисторов R1…R3 подбирают в широких пределах по субъективному цветовому ощущению баланса белого при трёх включённых излучателях. Для равномерного перехода одного цвета в другой нужен нелинейный закон управления ШИМ. Средний ток через одну линию MK за один период ШИМ не должен превышать 20…25 мА при импульсном токе не более 40 мА;
г) аналогично Рис. 2.17, в, но для светодиода HL1 с общим анодом и с активным НИЗКИМ уровнем сигналов ШИМ;
д) в светодиоде HL1 находятся три полностью автономных излучателя с отдельными выводами из корпуса, что даёт определённую свободу действий. Например, можно сделать соединение индикаторов по схеме как с общим анодом, так и с общим катодом; О
О Рис. 2.17. Схемы подключения многоцветных светодиодов к MK (окончание):
е) имитатор многоцветного светодиода. Три обычных светодиода HL1..HL3 красного, зелёного и синего цвета конструктивно размещаются в одном общем светорассеивающем корпусе. Для лучшей имитации оригинала можно применить малогабаритные SMD-светодиоды;
ж) мощные многоцветные светодиоды напрямую к МК подключать нельзя, ввиду низкой нагрузочной способности портов. Требуются транзисторные ключи с допустимым током не менее 500 мА для «одноваттных» светодиодов (350 мА) и не менее 1 А для «трёхваттных» светодиодов (700 мА). Питать MK и светодиод HL1 рекомендуется от разных источников через стабилизатор напряжения, чтобы помехи от коммутации мощной нагрузки не сбивали работу программы. При высоком напряжении питания светодиода HL1 следует увеличить сопротивления резисторов R4…R6 и их мощность. Сам светодиод надо обязательно установить на радиатор 5… 10 см 2 ;
з) шестивыводной светодиод HL1 управляется от четырёх линий MK. Комбинируя НИЗКИЕ/ВЫСОКИЕ уровни можно обеспечить разные цветовые оттенки. В идеале смесь синего и зелёного даёт голубой цвет, а смесь красного и зелёного - жёлтый цвет;
и) востмивыводной светодиод HL1 позволяет не только смешивать цвета красный (R), зелёный (G), синий (В), но и регулировать их насыщенность добавлением белой составляющей (W). Каждый из излучателей светодиода HL1 рассчитан на рабочий ток 350 мА, поэтому необходимо предусмотреть меры по эффективному отводу тепла металлическим радиатором.
Ваш регион:
Самовывоз из офиса
Самовывоз из офиса в Москве
- Офис находится в 5 минутах ходьбы от м. Таганская, по адресу Большой Дровяной переулок, дом 6 .
- При оформлении до 15:00 в будний день заказ можно забрать после 17:00 в тот же день, иначе — на следующий будний день после 17:00. Мы позвоним и подтвердим готовность заказа.
- Получить заказ можно с 10:00 до 21:00 без выходных после его готовности. Заказ будет ждать вас 3 рабочих дня. Если хотите продлить срок хранения, просто напишите или позвоните.
- Запишите номер своего заказа перед визитом. Он необходим при получении.
- Чтобы к нам пройти, предъявите на проходной паспорт, скажите, что вы в Амперку, и поднимитесь на лифте на 3-й этаж.
- бесплатно
Доставка курьером по Москве
- Доставляем на следующий день при заказе до 20:00, иначе — через день.
- Курьеры работают с понедельника по субботу, с 10:00 до 22:00.
- Оплатить заказ можно наличными при получении или же онлайн при оформлении заказа.
- 250 ₽
Доставка в пункт PickPoint
- PickPoint .
- Оплатить заказ можно наличными при получении или же онлайн при оформлении заказа.
- 240 ₽
Доставка курьером по Питеру
Доставка курьером по Санкт-Петербургу
- Доставляем через день при заказе до 20:00, иначе — через два дня.
- Курьеры работают с понедельника по субботу, с 11:00 до 22:00.
- При согласовании заказа можно выбрать трёхчасовой интервал доставки (самое раннее — с 12:00 до 15:00).
- Оплатить заказ можно наличными при получении или же онлайн при оформлении заказа.
- 350 ₽
Доставка в пункт PickPoint
- Доставка в пункт самовывоза — современный, удобный и быстрый способ получить свой заказ без звонков и ловли курьеров.
- Пункт самовывоза — это киоск с человеком или массив железных ящичков. Их ставят в супермаркетах, офисных центрах и других популярных местах. Ваш заказ окажется в том пункте, который выберите.
- Ближайший к себе пункт вы можете найти на карте PickPoint .
- Срок доставки — от 1 до 8 дней в зависимости от города. Например, в Москве это 1-2 дня; в Петербурге — 2—3 дня.
- Когда заказ прибудет в пункт выдачи, вы получите SMS с кодом для его получения.
- В любое удобное время в течение трёх дней вы можете прийти в пункт и с помощью кода из SMS получить заказ.
- Оплатить заказ можно наличными при получении или же онлайн при оформлении заказа.
- Стоимость доставки — от 240 руб в зависимости от города и габаритов заказа. Она рассчитывается автоматически во время оформления заказа.
- 240 ₽
Доставка в пункт самовывоза
Доставка в пункт PickPoint
- Доставка в пункт самовывоза — современный, удобный и быстрый способ получить свой заказ без звонков и ловли курьеров.
- Пункт самовывоза — это киоск с человеком или массив железных ящичков. Их ставят в супермаркетах, офисных центрах и других популярных местах. Ваш заказ окажется в том пункте, который выберите.
- Ближайший к себе пункт вы можете найти на карте PickPoint .
- Срок доставки — от 1 до 8 дней в зависимости от города. Например, в Москве это 1-2 дня; в Петербурге — 2—3 дня.
- Когда заказ прибудет в пункт выдачи, вы получите SMS с кодом для его получения.
- В любое удобное время в течение трёх дней вы можете прийти в пункт и с помощью кода из SMS получить заказ.
- Оплатить заказ можно наличными при получении или же онлайн при оформлении заказа.
- Стоимость доставки — от 240 руб в зависимости от города и габаритов заказа. Она рассчитывается автоматически во время оформления заказа.
Почта России
- Доставка осуществляется до ближайшего почтового отделения в любом населённом пункте России .
- Тариф и сроки доставки диктует «Почта России». В среднем, время ожидания составляет 2 недели.
- Мы передаём заказ Почте России в течение двух рабочих дней.
- Оплатить заказ можно наличными при получении (наложенный платёж) или же онлайн при оформлении заказа.
- Стоимость рассчитывается автоматически во время заказа и в среднем должна составить около 400 рублей.
Многоцветные светодиоды, или как их еще называют RGB, используются для индикации и создания динамически изменяющейся по цвету подсветки. Фактически ничего особенного в них нет, давайте разберемся, как они работают и что такое RGB-светодиоды.
Внутреннее устройство
На самом деле RGB-светодиод - это три одноцветных кристалла совмещенные в одном корпусе. Название RGB расшифровывается, как Red - красный, Green - зеленый, Blue - синий соответственно цветам, которые излучает каждый из кристаллов.
Эти три цвета являются базовыми, и на их смешении формируется любой цвет, такая технология давно применяется в телевидении и фотографии. На картинке, что расположена выше, видно свечение каждого кристалла по отдельности.
На этой картинке вы видите принцип смешивания цветов, для получения всех оттенков.
Кристаллы в RGB-светодиоды могут быть соединены по схеме:
С общим анодом;
С общим катодом;
Не соединены.
В первых двух вариантах вы увидите, что у светодиода есть 4 вывода:
Или 6-тью выводами в последнем случае:
Вы можете видеть на фотографии под линзой четко видны три кристалла.
Для таких светодиодов продаются специальные монтажные площадки, на них даже указывают назначение выводов.
Нельзя оставить без внимания и RGBW - светодиоды, их отличие состоит в том, что в их корпусе есть еще один кристалл излучающий свет белого цвета.
Естественно не обошлось и без лент с такими светодиодами.
На этой картинке изображена лента с RGB-светодиодами , собранные по схеме с общим анодом, регулировка интенсивности свечения осуществляется путем управления «-» (минусом) источника питания.
Для изменения цвета RGB-ленты используются специальные RGB-контроллеры - устройства для коммутации напряжения подаваемого на ленту.
Вот цоколевка RGB SMD5050:
И ленты, особенностей работы с RGB-лентами нет, всё остается также как и с одноцветными моделями.
Для них есть и коннекторы для подсоединения светодиодной ленты без пайки.
Вот распиновка 5-ти мм РГБ-светодиода:
Как изменяется цвет свечения
Регулировка цвета осуществляется путем регулировки яркости излучения каждым из кристаллов. Мы уже рассматривали .
RGB-контроллер для ленты работает по такому же принципу, в нём стоит микропроцессор, который управляет минусовым выводом источника питания - подключает и отключает его от цепи соответствующего цвета. Обычно в комплекте с контроллером идёт пульт дистанционного управления. Контроллеры бывают разной мощности, от этого зависит их размер, начиная от такого миниатюрного.
Да такого мощного устройства в корпусе размером с блок питания.
Они подключаются к ленте по такой схеме:
Так как сечение дорожек на ленте не позволяет подключать последовательно с ней следующий отрезок ленты, если длина первого превышает 5м, нужно подключать второй отрезок проводами напрямую от РГБ-контроллера.
Но можно выйти из положения, и не тянуть дополнительных 4 провода на 5 метров от контроллера и использовать RGB-усилитель. Для его работы нужно протянуть всего 2 провода (плюс и минус 12В) или запитать еще один блок питания от ближайшего источника 220В, а также 4 «информационных» провода от предыдущего отрезка (R, G и B) они нужны для получения команд от контроллера, чтобы вся конструкция светилась одинаково.
А к усилителю уже подключают следующий отрезок, т.е. он использует сигнал с предыдущего куска ленты. То есть вы можете запитать ленту от усилителя, который будет расположен непосредственно возле неё, тем самым сэкономив деньги и время на прокладку проводов от первичного RGB-контроллера.
Регулируем RGB-led своими руками
Итак, есть два варианта для управления RGB-светодиодами:
Вот вариант схемы без использования ардуин и других микроконтроллеров, с помощью трёх драйверов CAT4101, способных выдавать ток до 1А.
Однако сейчас достаточно дешево стоят контроллеры и если нужно регулировать светодиодную ленту - то лучше приобрести готовый вариант. Схемы с ардуино гораздо проще, тем более вы можете написать скетч, с которым вы будете либо вручную задавать цвет, либо перебор цветов будет автоматическим в соответствии с заданным алгоритмом.
Заключение
RGB-светодиоды позволяют сделать интересные световые эффекты используются в дизайне интерьеров, как подсветка для бытовой техники, для эффекта расширения экрана телевизора. Особых отличий при работе с ними от обычных светодиодов - нет.
При изготовлении различных электронных конструкций часто применяют светодиод, например в узлах индикации или сигнализации работы аппаратуры. С обычными индикаторными светодиодами работали наверняка все, а от двухцветный светодиод с двумя выводами применяют далеко не все, потому что о нем мало кто знает из начинающих электронщиков. Поэтому я немного расскажу о нем и естественно мы подключим двухцветный светодиод в сеть переменного напряжения 220 В, поскольку эта тема по неизвестной мне причине имеет повышенный интерес.
И так, мы знаем, что «обычный» светодиод пропускает ток только в одном направлении: когда на анод подан плюс, а на катод – минус источника питания. Если изменить полярность источника напряжения, то ток протекать не будет.
Двухцветный светодиод с двумя выводами состоит из двух встречно-параллельно соединенных диодов, размещенных в общем корпусе. Причем корпус или, точнее говоря, линза имеет стандартные размеры и также всего два вывода.
Особенностью является то, что каждый вывод светодиода служит анодом одного светодиода и катодом второго.
Если на один вывод подать плюс, а второй минус источника питания, то один светодиод будет заперт, а второй засветится, например зеленым цветом.
При смене полярности источника питания – зеленый светодиод окажется запертым, а красный – засветится.
Двухцветные светодиоды выпускаются в таких цветовых комбинациях:
— красный – зеленый;
— синий – желтый;
— зеленый – янтарный;
— красный – желтый.
Как подключить двухцветный светодиод с двумя выводами к сети 220 В
Такой светодиод удобно применять на переменном токе, поскольку пропадает необходимость в применении обратного диода. Поэтому, чтобы подключить двухцветный светодиод к 220 В переменного напряжения достаточно добавить лишь токоограничивающий резистор.
Следует здесь сразу же сделать поправку, что номинальное напряжение в сети, оно же и в розетке, начиная с октября 2015 года, уже не привычные нам 220 В, а 230 В. Эти и другие данные отражены в ГОСТ 29433-2014. В этом же стандарте приводятся допустимые отклонения от номинального значения напряжения 230 В:
— номинальное значение 230 В;
— максимальное 253 В (+10 %);
— минимальное 207 В (-10 %);
— минимальное под нагрузкой 198 В (-14 %).
Исходя из этих допущений, необходимо рассчитать сопротивление токоограничивающего резистора из таких соображений, чтобы он не перегревался и через светодиод протекал достаточный ток для его нормального свечения при максимально допустимых колебания напряжения в сети.
Расчет токоограничивающего резистора
Поэтому, хотя номинальная величина тока 20 мА, мы примем за расчетное значение тока двухцветного светодиода 7 мА = 0,007 А. При этом значении он нормально светит, так как яркость светодиода не прямопропорциональна, протекающему через него току.
Определим сопротивление токоограничивающего резистора при номинальном напряжении в розетке 230 В:
R = U/I = 230 В / 0,007 А = 32857 Ом.
Из стандартного ряда номиналов резисторов выбираем 33 кОм.
Теперь рассчитаем мощность рассеивания резистора:
P = I 2 R = 0,007 2 ∙33000 = 1,62 Вт.
Принимаем 2-х ваттный резистор.
Выполним пересчет для случая максимально допустимого напряжения при заданном значении сопротивления резистора:
I = U/R = 253 / 33000 = 0,0077 А = 7,7 мА.
P = I 2 R = 0,0077 2 ∙33000 = 1,96 Вт.
Как видно, при увеличении напряжения на допустимые 10 %, ток также вырастит на 10 %, однако мощность рассеивания резистора не превысит 2 Вт, поэтому он не будет перегреваться.
При снижении напряжения на допустимую величину, ток также снизится. При этом рассеиваемая мощность резистора тоже снизится.
Отсюда вывод: в качестве индикатора наличия сетевого напряжения 230 В достаточно лишь применить двухцветный светодиод с двумя выводами и токоограничивающий резистор сопротивлением 33 кОм с мощностью рассеивания 2 Вт.
